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若用CF4 战CHF3 的夹杂 气体作为蚀刻气体

2019-09-26
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  干法蚀刻道理等离子体干法刻蚀就是操纵蚀刻气体正在电场加快感化下构成的等离子体中的活性基,取被侵蚀材料发生化 学反映,构成挥发性物质并随气流带走。 二氧化硅等离子体干法蚀刻工艺最常用的蚀刻气体为氟碳化合物、氟化的碳氢化合物(正在碳氢化合物中有 一个或几个氢原子被氟原子替代),如 CF4,C3F8,C4 F8,CHF3,CH2F 等。此中所含的碳能够帮帮去除氧化层中的氧(发生副产品CO 及CO2)。CF4 为最常用的气体,能够供给很高的蚀刻速度,但对 多晶硅的选择比很低。另一常用的气体是CHF 3,有很高的聚合物生成速度。若用CF4 和CHF3 的夹杂 气体做为蚀刻气体,则其蚀刻的次要过程有 可见因为蚀刻硅次要为氟原子活性基,若要添加对硅的蚀刻选择比,则必需降低氟原子的浓度。再者蚀刻 和聚合对蚀刻速度和选择比影响很大,常用氟碳比(F/C)模子来权衡。正在添加其他气体的情况下,会改变F/C, 能够预知其反映的趋向,这称为氟碳比模子。一般环境,F/C越大,构成的聚合物越少,二氧化硅/多晶硅 和光阻的选择比越小,蚀刻速度越大;F/C 越小,构成的聚合物越多,二氧化硅/多晶硅和光阻的选择比越 大,蚀刻速度越小。二氧化硅和硅系统中,改变F/C的研究次要有CF 4+O2 和CF4+H2 两个方面。CF4+O2 可能的反映为 CF4 耗损掉部门碳氟原子,解离也因此添加,使氟碳比(F/C)上升,蚀刻速度也跟着上升。持续添加氧的含量,使过量的氧稀释氟原子的浓度,形成蚀刻速度的降低;同时过多的氧,可能和表层硅连系生成二氧化硅, 蚀刻硅取二氧化硅的选择比急剧下降。 若是正在CF4 中插手氢气(CF 4+H2),则氢气分化成氢原子后取氟原子反映构成HF。对硅的蚀刻而言, 氟原子浓度削减,构成富碳等离子体,使得蚀刻速度曲线下降。但对二氧化硅的蚀刻而言,其本身含有氧 的成分,当概况遭到轰击时,能够发生氧离子和碳反映生成一氧化碳和二氧化碳,这两种气体能够从系统 中抽走,使得F/C 正在局部区域呈现不变的景象,二氧化硅的蚀刻速度变化较小。因而,适量氢气的插手可 添加二氧化硅对硅的蚀刻选择比。除了插手氢气外,插手CHF3,或以CHF 3,C2F4 气体来代替CF4,亦可达到降低F/C,提高蚀刻选择比的结果。